Разделение компонента в Entity-Component-System требует слишком много рефакторинга

Question

У меня есть работающая библиотека игр C ++, которая использует Entity-Component-System (ECS).

Пользователь моей библиотеки хотел бы создать некоторые компоненты, например Cat: -

class Cat{ public:
    int hp;
    float flyPower;
};

Он может изменить hp каждого cat, например: -

for(SmartComponentPtr<Cat> cat : getAll<Cat>()){
    cat->hp-=5;  //#1
}

Через несколько дней он хочет разделить Cat на HP и Flyable: -

class HP{ public:
    int hp;
};
class Flyable{ public:
    float flyPower;
};

Таким образом, каждый cat, имеющий доступ hp, будет компилировать ошибку (например, на #1 в приведенном выше коде.)

Чтобы решить, пользователь может изменить свой код на: -

for(MyTuple<HP,Flyable> catTuple : getAllTuple<HP,Flyable>()){
    SmartComponentPtr<HP> hpPtr=catTuple ; //<-- some magic casting
    hpPtr->hp-=5; 
}

Это работает, но требует много рефакторинга в коде пользователя (различные места, которые вызывают cat->hp).

Как отредактировать каркас / механизм для решения проблемы удобства сопровождения при разбиении компонента в ECS?

Я никогда не находил подходов, которые не страдают от этогонапример: -

• https://github.com/skypjack/entt
  (с открытым исходным кодом - поиск строки vel.dx = 0.;)
• https://medium.com/@savas/nomad-game-engine-part-2-ecs-9132829188e5
  (блог - поиск строки int currentHealth;)
• https://www.randygaul.net/2013/05/20/component-based-engine-design/
  (блог - поиск по строке comp->DoStuff( dt );)
• (C #, Unity3D) http://www.sebaslab.com/learning-svelto-ecs-by-example-the-unity-survival-example/
  (блог, рецензируемый https://codereview.stackexchange.com/questions/48536/an-ecs-model-for-game-development;
  поиск playerGunComponent.timer += _time.deltaTime;)

Answer 1

Указатели членов на помощь:

#include <tuple>

template <typename... Components>
struct MultiComponentPtr {
    explicit MultiComponentPtr(Components*... components)
        : components_{components...}
    {}

    template <typename Component, typename Type>
    Type& operator->*(Type Component::* member_ptr) const {
        return std::get<Component*>(components_)->*member_ptr;
    }

private:
    std::tuple<Components*...> components_;
};

struct Cat {
    int hp;
    float flyPower;
};

struct HP {
    int hp;    
};

struct Flyable {
    float flyPower;    
};

int main() {
    {
        Cat cat;
        MultiComponentPtr<Cat> ptr(&cat);
        ptr->*&Cat::hp += 1;
        ptr->*&Cat::flyPower += 1;
    }

    {
        HP hp;
        Flyable flyable;
        MultiComponentPtr<HP, Flyable> ptr(&hp, &flyable);
        ptr->*&HP::hp += 1;
        ptr->*&Flyable::flyPower += 1;
    }
}

Технически вам все еще нужно выполнить рефакторинг, но тривиально автоматически заменить &Cat::hp на &HP::hp и т. Д.